抽油机集散式单井计量技术及装置

摘要

在油井计量设备升级改造的过程中,要实现抽油机现场数字化、自动化和智能化的集散计量目标,研究一款符合国家DL/T614-2007和DL/T645-2007行业标准同时兼顾抽油机分布特点和运行特性的低成本高性能的集散式综合计量装置显得尤为必要。
　　 本文在电能检测计量技术研究的基础上,综合考虑抽油机负载周期性波动特性和油田集散式单井计量的需求以及成本因素,确定了系统的设计方案。本系统综合计量装置采用三相电能专用计量芯片ATT7022B和微控制器STC89C58RD+构建系统平台,主要由高精度互感器采集板、多块电能检测板、单片机控制板,电源板及液晶显示模块等硬件构成,可以完成10路负载的电压、电流、有功、无功、视在、功率因数以及有功电能、无功电能等参数的精确计量任务,并配有电能清零、油井切换、精确校表、与上位机通讯、低电报警、计量数据的存储及掉电保护等功能。针对抽油机负载的特殊性,充分考虑其冲程的因素,对电流、功率、功率因数等计量参数提出“有限加和渭差滤波”、“滑动极值比较”等特殊的数据处理算法并设定“瞬时值”、“平均值”、“最值”3种显示模式。
　　 论文所研发的抽油机集散式单井计量装置,在油田现场运行中进行了详细测试,测试结果表明系统硬件、软件设计符合设计要求,计量数据基本达到预期精度指标。大量的实验调试和现场测试结果证实了本系统方案的可行性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 引言

1.1 集散式单井计量技术的研究背景及意义

1.2 电能计量技术的研究现状及发展趋势

1.3 论文的主要研究内容

第2章 电能检测计量技术及设计方案

2.1 电力参数的采样技术

2.2 基本电参数的测量原理

2.3 电能计量专用芯片的优势及原理的差异

2.3.1 专用计量芯片的优势

2.3.2 专用计量芯片的原理差异

2.4 集散式计量装置的设计方案

2.4.1 基本性能指标

2.4.2 技术路线

2.5 本章小结

第3章 集散式计量装置的硬件实现

3.1 硬件总体方案

3.2 单片机控制板的设计

3.3 互感器采集板的设计

3.4 电能检测板的设计

3.5 电源板及液晶显示模块的设计

3.6 机箱设计及硬件的组装调试

3.7 本章小结

第4章 集散式计量装置的软件设计

4.1 系统的软件开发环境

4.2 系统的程序设计

4.2.1 主程序的设计

4.2.2 读写子程序的设计

4.2.3 功能程序的设计

4.3 系统的软件调试

4.4 本章小结

第5章 集散式计量装置的现场测试及结果

5.1 软件校表

5.2 数据精度和主要技术指标测试

5.3 基本功能测试

5.4 与上位机通讯功能测试

5.5 现场测试结果及分析

5.6 本章小结

总结与展望

参考文献

附录

致谢